le scienze

La Scienza Simpatica – parte 8 – Volare

Oggi ho imparato a volare
sembra strano ma è vero
c’ho pensato e mi son sentito sollevare
come da uno strano capogiro
il cuore mi si è quasi fermato
e ho avuto paura e sono caduto
ma per fortuna mi son rialzato
e ho riprovato.

Così cantava Eugenio Finardi in una delle sue più belle poesie dovute forse ai viaggi che riusciva a fare…con la mente…

Fin dai tempi antichi i nostri avi vedevano alcuni animali volare in cielo. Quando gli uomini si arrampicavano sulle montagne assaggiavano la magnificenza della vista che gli si proponeva e capivano che dall’alto si vedevano le cose da un altro punto di vista, ben migliore di chi stava a terra. L’immaginazione portava a sognare di volare per migliorare le proprie prospettive. Spesso gli uccelli venivano identificati come dei che avevano capacità che l’uomo non avrebbe mai avuto.

Alcuni si legavano le piume alle braccia, ma notarono che una forza, che non si vedeva, li trascinava nel baratro, atterrando rovinosamente.

 

Ma come si fa a volare?

Platone ed Aristotele furono tra i primi ad argomentare su quella forza che attrae ancora oggi i nostri piedi sulla terra, ma fu Giovanni Filopono, nel VI secolo, che indicò che due corpi di massa diversa , lasciati cadere, arrivavano a terra nello stesso momento. Questo principio fu ripreso da Galileo Galilei, all’inizio dell’era moderna, e dimostrato. Galileo fece cadere dalla torre di Pisa, sassi, pesi di varia natura e peso specifico, piume (ma queste erano abbastanza labili di comportamento…). I suoi paesani rilanciavano queste cose cercando di colpire Galileo…senza però riuscirci. Migliorarono le catapulte e le fionde.

Newton, che di nome faceva Isaac, dimostrò il tutto raccogliendo la mela che gli si era spiaccicata sulla testa: La Gravità Terrestre.

“Occhei, belle parole, ma oggi vola chiunque!…come si fa?”…mannaggia quanto siete curiosi!

Archimede, quello siciliano, aveva dimostrato che un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l’alto pari alla massa di fluido spostato… “Vabbè, quella era acqua!”…l’acqua è un fluido, come l’olio, la birra, il vino, il sangue, la pipì, l’aria…opps! ARIA!

aereo leonardo

Leonardo da Vinci, tra i suoi progetti, disegnò un aeromobile cui un improbabile cavatappi portava il mezzo ad avvitarsi nell’aria…di per sé non era tanto sbagliato…anzi…se non erro ai giorni nostri è stato costruito quell’attrezzo ed effettivamente vola…il cavatappi deve girare velocissimamente, ma funziona! L’unica cosa è che ai tempi di Leonardo l’unica forza motrice era quella degli animali o degli uomini… Tutti decisero di stare coi piedi per terra…”massa fadiga!!”

Quindi la tecnologia e le esperienze del tempo davano due prospettive: o faticavi come un cammello afgano e ti avvitavi nell’aria, oppure dovevi divenire più leggero dell’aria…

Montgolfier?…macché! I francesi hanno solo copiato!…e si sono accaparrati il brevetto. Si sa che l’aria calda è più leggera dell’aria fredda…peggio dell’aria fritta di alcuni politici del nostro tempo!

SCI 1506012

Nel III secolo, per le segnalazioni militari, in Cina si usavano delle “lanterne Kongming”: sacchi di carta cui si immetteva aria calda e la si manteneva a temperatura con una candela…dei piccoli aerostati…

Nel XVIII secolo furono fatte le prime prove di mezzi più grandi. Immettendo prima aria con i ventilatori e poi riscaldandola a dovere, si generava quella spinta verso l’alto dimostrata dal siculo Archimede. La mongolfiera nacque dall’ingegno di alcuni francesi, tra cui Montgolfier, che fecero volare una cesta con all’interno tre scienziati temerari: Jean-François Pilâtre de Rozier, Jean-Baptiste Réveillon e Giroud de Villette. Il tutto, però, era ben legato a terra! Pochi giorni dopo ci fu il primo volo libero: era il 21 novembre 1783.

Si capì quindi che un fluido più leggero dell’aria poteva avere così tanta forza da sollevare pesi molto grandi, vincendo di fatto la gravità terrestre…da cui i dirigibili…abbastanza pericolosetti! Idrogeno e elio (non quello delle Storie Tese) sono alquanto instabili al contatto con l’ossigeno o del calore…

“Vabbè, oggi abbiamo gli aerei!”…beh, se volete terminate qui la lettura, perché la spiegazione già c’è con la teoria di Archimede, ma se attendete un attimo cerco di farVi capire: scorbutici!

 

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Come volano gli uccelli? Questi simpatici animaletti sono leggerissimi. Spesso le loro ossa sono cave per mantenere il peso complessivo del corpo entro il limite della forza generata dallo sbattimento…delle ali! Sbattendo le ali, gli uccelli, spostano effettivamente l’aria in modo da poter “nuotare” nella stessa: un po’ come quando noi siamo in piscina e cerchiamo di rimanere a galla muovendo braccia, mani, gambe e piedi, per non andare a fondo…quel movimento sposta il fluido chiamato aria (quello dell’enunciato di Archimede).

“L’aereo è pesante…non è un uccello e fa un casino bestiale quando vola, e soprattutto quando parte!”.

Allora, o state calmini e portate un po’ di pazienza, oppure la finisco qui e faccio altro! Mannaggia!

Qualsiasi aereo è dotato di uno o più motori che fanno girare…ehm…le eliche. Dette eliche spostano con forza l’aria all’indietro muovendo di fatto tutto l’aeroplano. L’elica, alla fine, è un’ala che è costruita opportunamente e…girando…crea una pressione tale per cui la massa dell’aeromobile si muove.

flussi

Le ali servono per fare in modo che l’aria vi scorra “soprattutto sotto”: la forma e l’inclinazione delle stesse, comprensiva di altri ammennicoli chiamati flap, fanno si che l’aereo si sollevi. Più veloce vai, più aria passa sulle ali, più forza contrastante la gravità si genera, sollevando di fatto l’apparecchio. La Portanza è la componente della forza aerodinamica calcolata in direzione verticale rispetto al vento (relativo).

“Scusa, Genesis, ma l’elicottero, il deltaplano e l’aliante?”…solo perché mi avete chiesto scusa non vi insulto…l’ho già scritto!

L’elicottero ha un’elica, più grande di quelle dell’aereo, che lo spinge verso l’alto…l’elica più piccola fa in modo che quel mezzo non continui a girare su se stesso! Il deltaplano, come l’aliante, sono senza motore e sono leggerissimi: basta “cadere dall’alto” per poter volare (o meglio: planare) ed atterrare dolcemente perché le ali possono ricevere quella portanza, di cui ho scritto sopra, anche solamente dovuta alle correnti ascensionali dell’atmosfera (l’aria, riscaldandosi, va in su…!).

“Aerei a reazione?”…uffa!

Il motore a reazione è quell’accozzaglia di meccanismi in cui viene miscelato un fluido di roba chimica che propone una spinta di gas…tanto ben ricordato dal movimento dell’essere frinente! Un po’ come quando si spara: il “rinculo” (che non è una parolaccia) dell’arma è dovuto all’esplosione della cartuccia che provoca una compressione quasi istantanea dei gas…facendo partire l’ogiva della pallottola.

Altro da chiedere?…niente?…nessuno?…Vabbè, la settimana prossima interrogo!

bambino-uffa…anche perché ora sono stanco…

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4 comments

  1. bruco 12 giugno, 2015 at 16:32

    Vai a riposare, se sei stanco, e la prossima settimana saltiamo l’interrogazione per passare alla lezione successiva.
    Molto interessante maestro, meriti una classe numerosa e attenta.

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